RAS BiologyБиофизика Biophysics

  • ISSN (Print) 0006-3029
  • ISSN (Online) 3034-5278

The Nature of Thiol-Containing Ligands in Dinitrosyl Iron Complexes as a Factor Determining the Stability of These Complexes

PII
S30345278S0006302925040018-1
DOI
10.7868/S3034527825040018
Publication type
Article
Status
Published
Authors
Volume/ Edition
Volume 70 / Issue number 4
Pages
629-645
Abstract
The stability of the binuclear form of dinitrosyl iron complexes with various thiol-containing ligands, such as glutathione, L-cysteine, N-acetyl-L-cysteine, mercaptoethanol, and mercaptosuccinate, has been compared based on the results of exposure of these complexes in an aqueous medium at pH 1.0–2.0, leading to their decomposition as a result of protonation of the thiol group of thiol-containing ligands with the release of nitric oxide from the complexes (NO) and nitrosonium (NO+) cations. Complexes with L-cysteine and mercaptosuccinate turned out to be the least stable: they decomposed in acidic solutions at room temperature, whereas the more stable complexes with N-acetyl-L-cysteine, mercaptoethanol, or glutathione decomposed when their solutions were heated at 70–80°C. The decomposition of all these complexes under these conditions occurred within a few minutes with a concentration ratio of “free” (not included in the complexes) thiols and the complexes themselves not exceeding 1 : 2. With an increase in this ratio, the decay time of the complexes increased symbatically with the level of free thiols. The mononuclear form of the thiosulfate complexes decomposed at a thiosulfate-to-complex concentration ratio of 2 for several minutes in an aqueous solution at neutral pH values.
Keywords
динитрозильные комплексы железа тиолсодержащие лиганды катионы нитрозония оксид азота
Date of publication
13.12.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
49

References

  1. 1. Vanin A. F. Dinitrosyl iron complexes as a ‘working form’ of nitric oxide in living organisms (Cambridge, Cambridge Scholar Publishing, UK, 2019).
  2. 2. Ванин А. Ф. Механизмы образования и функционирования в живых организмах динитрозильных комплексов железа как «рабочей формы» оксида азота. Биофизика, 69 (5), 1078–1096 (2024).DOI: 10.31857/S0006302924050131, EDN: MJMJKD
  3. 3. Vanin A. F. Nitrosonium ions as a constituents of dinitrosyl iron complexes with glutathion responsible for their S-nitrosating activity. Austin J. Anal. Pharm Chem., 5 (4), 1109–1119 (2018).DOI: 10.26420/austinjanalpharmchem.2018.1109
  4. 4. Ванин А. Ф. и Ткачев Н. А. Динитрозильные комплексы железа с тиолсодержащими лигандами как источники универсальных цитотоксинов – катионов нитрозония. Биофизика, 68 (3), 421–434 (2023).DOI: 10.1134/S0006302923030018
  5. 5. Vanin A. F. What is the mechanism of nitric oxide transformation into nitrosonium ions ensuring S-nitrosation process in living organisms. Cell Biochem. Biophys., 77 (4), 279–292 (2019). DOI: 10.1007/s12013-019-00886-1
  6. 6. Vanin A. F., Mokh V. P., Serezhenkov V. A., and Chazov E. I. Vasorelaxing activity of stable powder preparations of dinitrosyl iron complexes with cysteine or glutathione. Nitric Oxide Biol. Chem., 16 (3), 322–330 (2007). DOI: 10.1016/j.niox.2006.12.003
  7. 7. Шиповалов А. В., Ванин А. Ф., Ткачев Н. А., Пьянков О. В., Асанбаева Н. Б., Аньков С. В., Багрянская Е. Г., Бакланов М. А., Валиулин С. В. и Стекленёва М. Е. Противовирусное действие в отношении SARS-CoV-2 растворов динитрозильных комплексов железа при ингаляции сирийским хомячкам в «noseonly»-камере. Биофизика, 69 (6), 1318–1328 (2024). DOI: 10.31857/S0006302924060176, EDN: NKJCHT
  8. 8. Chazov E. I., Rodnenkov O. V., Zorin A. V., LakomkinV. L., Gramovich V. V., Vyborov O. N., Dragnev A. G., Timoshin A. A., Buryachkovskaya L. I., Abramov A. A., Massenko V. P., Arzamastsev E. V., Kapelko V. I., and Vanin A. F. Hypotensive effect of “Oxacom” containing a dinitrosyl iron complex with glutathione: animal studies and clinical trials on healthy volunteers. Nitric Oxide Biol. Chem., 26, 147–157 (2012).DOI: 10.1016/j.niox.2012.01.008
  9. 9. Ванин А. Ф., Пекшев А. В., Вагапов А. Б., Шарапов Н. А., Лакомкин В. Л., Абрамов А. А., Тимошин А. А. и Капелько В. И. Газообразный оксид азота и динитрозильные комплексы железа с тиолсодержащими лигандами как предполагаемые лекарственные средства, способные купировать COVID19. Биофизика, 66 (6), 1283–1294 (2021).DOI:10.1134/S0006350921010218
  10. 10. Borodulin R. R., Kubrina L. N., Mikoyan V. D., Poltorakov A. P., Shvydkiy V. O., Burbaev D. S., Serezhenkov V. A., Yakhontova E. R., and Vanin A. F. Dinitrosyl iron complexes with glutathione as NO and NO+ donors. Nitric Oxide Biol. Chem., 29, 4–16 (2013).DOI: 10.1016/j.niox.2012.11.001
  11. 11. Williams D. L. H. Nitrosation reactions and the chemistry of nitric oxide (Elsevier, Amsterdam, 2004).
  12. 12. Vanin A. F., Poltorakov A. P., Mikoyan V. D., Kubrina L. N., and Burbaev D. S. Polynuclear water-soluble dinitrosyl iron complexes with cysteine or glutathione: electron paramagnetic resonance and optical studies. Nitric Oxide Biol. Chem., 23, 136–147 (2010).DOI: 10.1016/j.niox.2010.05.285
  13. 13. Шиповалов А. В., Ванин А. Ф., Пьянков О. В., Бaгрянская Е. Г., Микоян В. Д., Ткачев Н. А,, Асанбаева Н. А. и Попкова В. Я. Противовирусная активность катионов нитрозония в отношении SARSCoV-2 на модели сирийского хомячка. Биофизика, 67 (5), 969–981 (2022).DOI: 10.31857/S0006302922050167, EDN: JJZIZA
  14. 14. Тимошин А. А., Шумаев К. Б., Лакомкин В. Л., Абрамов А. А. и Рууге Э. К. Действие динитрозильных комплексов железа с лигандом на основе N-ацетилL-цистеина при ингаляционном введении этих комплексов в организм крыс. Биофизика, 69 (6), 1329– 1334 (2024).DOI: 10.31857/S0006302924060181, EDN: NJUWPO
  15. 15. Ахметов Н. С. Неорганическая химия (Высшая школа, М., 1969).
  16. 16. Keszler A., Diers A. R., Ding Z., and Hogg N. Thiolatebased dinitrosyl iron complexes: Decomposition, detection and differentiation from S-nitrosothiols. Nitric Oxide Biol. Chem., 65, 1–9 (2017).DOI: 10.1016/j.niox.2017.01.007
  17. 17. Giliano N. Y., Konevega L. V., Noskin L. A., Serezhenkov V. F., Poltorakov A. P., and Vanin A. F. Dinitrosyl iron complexes with thiol-containing ligands and apoptosis: Studies with HeLa cell culture. Nitric Oxide Biol. Chem., 24 (3), 151–159 (2011).DOI: 10.1016/j.niox.2011.02.005
  18. 18. Чучалин А. Г., Авдеев С. Н., Царёва Н. А., Неклюдова Г. В., Науменко Ж. К. и Черняев А. Л. Применение ингаляций оксида азота при первичной легочной гипертонии. Рус. мед. журн., № 1, 35–37 (2001).
  19. 19. Ichinose F., Roberts J. D., and Zapol W. M. Inhaled nitric oxide a selective pulmonary vasodilator: current uses and therapeutic potential. Circulation, 109 (25), 3106-3111 (2004). DOI: 10.1161/01.CIR.0000134595.80170.62
  20. 20. Абрамов А. А., Лакомкин В. Л., Тимошин А. А., Лукошкова Е. В., Ермишкин В. В. и Капелько В. И. Действие оксакома на давление в правом желудочке у крыс с легочной аретриальной гипертонией, индуцированной монокроталином. Артериальная гипертония, 23 (5), 412–420 (2017).
  21. 21. Буров А. А. и Зубков В. В. Оксид азота в терапии критических состояний новорожденных и недоношенных детей. Пульмонология, 34 (3), 340–349 (2024). DOI: 10.18093/0869-01889-2024-34-3-340-349
  22. 22. Ванин А. Ф., Островская Л. А., Корман Д. Б., Рыкова В. А., Блюхтерова В. А., Фомина М. М., Микоян В. Д. и Ткачев Н. А. Катион нитрозония как противоопухолевый компонент динитрозильных комплексов железа с тиолсодержащими лигандами. Биофизика, 69 (6), 1382–1389 (2024).DOI: 10.31857/S0006302924060231
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library